通过集成动力总成系统降低电动汽车成本并增加行驶里程

如果可以用更少的器件实现更多的汽车应用，既能减轻车重、降低成本，又能提高可靠性。这就是集成电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)设计背后的理念。

什么是集成动力总成?

集成动力总成旨在将车载充电器(OBC)、高压直流/直流(HV DCDC)转换器、逆变器和配电单元(PDU)等终端设备结合到一起。机械、控制或动力总成级别均可进行集成，如图1所示。

图1：电动汽车典型架构概述

为什么动力总成集成有利于混合动力汽车/电动汽车?

集成动力总成终端设备组件能够实现以下优势：

· 提高功率密度。

· 提高可靠性。

· 优化成本。

· 简化设计和组装，并支持标准化和模块化。

市场应用现状

实现集成动力总成的方法有很多。图2以车载充电器和高压直流/直流转换器集成为例，简要介绍了用于在结合动力总成、控制电路和机械组件时实现高功率密度的四种常见方法。它们分别是：

· 方法1：形成独立的系统。这种方法已不如几年前流行。

· 方法2：可以分为两个步骤：

· 直流/直流转换器和车载充电器共享机械外壳，但拥有各自独立的冷却系统。

· 同时共享外壳和冷却系统(最常选用的方法)。

· 方法3：进行控制级集成。这种方法正在演变为第4种方法。

· 方法4：相比于其他三种方法，此方法由于减少了电源电路中的电源开关和磁性元件，所以成本优势更大，但它的控制算法也更复杂。

图2：车载充电器和直流/直流转换器集成的四种常见方法

表1概括了目前市场上的集成架构。

表1：动力总成集成的三种成功实现

借助C2000™实时微控制器(例如新发布的TMS320F280039C-Q1MCU)，EV和HEV动力总成设计人员可针对车载充电器-功率因数校正、车载充电器-直流/直流转换器和高压转低压直流/直流应用采用分立和集成架构。此外，TMS320F280039C-Q1可通过单个MCU实现对多个功率级的实时控制管理，从而缩小动力总成的尺寸并降低成本。多个参考设计中体现了如何使用单个MCU实现多个动力总成子系统的集成。